Kết Nối Truy Cập Từ Xa Và Các Giao Thức Sử Dụng Trong Truy Cập Từ Xa

Chương 5

Dịch vụ truy cập từ xa và dịch vụ Proxy

Chương 5 cung cấp các kiến thức cơ bản của hai nội dung dịch vụ phổ biến trên mạng máy tính: dịch vụ truy cập từ xa và dịch vụ proxy.

Việc truy cập từ xa là nhu cầu thiết yếu mở rộng phạm vi hoạt động mạng của các tổ chức, công ty. Nội dung truy cập từ xa giới thiệu trong chương này là truy cập qua mạng thoại PSTN. Đây là hình thức truy cập từ xa cho tốc độ truy cập thấp vừa phải nhưng lại có tính phổ biến rộng rãi và dễ thiết lập nhất.

Dịch vụ proxy trên mạng được phát triển cho các mục đích tăng cường tốc độ truy nhập cho khách hàng trong mạng, tiết kiệm được tài nguyên mạng (địa chỉ IP) và đảm bảo được an toàn cho mạng lưới khi bắt buộc phải cung cấp truy nhập ra mạng ngoài hay ra mạng Internet. Thiết lập dịch vụ proxy là công tác mọi quản trị hệ thống mạng cần biết vì các nhu cầu kết nối liên mạng và kết nối Internet càng ngày càng trở nên không thể thiếu cho bất kỳ tổ chức, công ty nào.

Chương 5 yêu cầu các học viên nên trang bị các kiến thức cơ bản về mạng điện thoại PSTN, kiến thức về các giao thức mạng WAN PPP, SLIP... các giao thức xác thực như RADIUS...Trong phần proxy, học viên cần làm quen với khái niệm chuyển đổi địa chỉ NAT, hoạt động của các giao thức TCP/IP.

Mục 1: Dịch vụ truy cập từ xa (Remote Access)

1. Các khái niệm và các giao thức

1.1. Tổng quan về dịch vụ truy cập từ xa.

Dịch vụ truy nhập từ xa (Remote Access Service) cho phép người dùng từ xa có thể truy cập từ một máy tính qua một môi trường mạng truyền dẫn (ví dụ mạng điện thoại công cộng) đến một mạng dùng riêng như thể máy tính đó được kết nối trực tiếp trong mạng đó. Người dùng từ xa kết nối tới mạng đó thông qua một máy chủ dịch vụ gọi là máy chủ truy cập (Access server). Khi đó người dùng từ xa có thể sử dụng tài nguyên trên trên mạng như là một máy tính kết nối trực tiếp trong mạng đó. Dịch vụ truy nhập từ xa cũng cung cấp khả năng tạo lập một kết nối WAN thông qua các mạng phương tiện truyền dẫn giá thành thấp như mạng thoại công cộng. Dịch vụ truy cập từ xa cũng là cầu nối để một máy tính hay một mạng máy tính thông qua nó được nối đến Internet theo cách được coi là hợp lý với chi phí không cao, phù hợp với các doanh nghịêp, tổ chức qui mô vừa và nhỏ. Khi lựa chọn và thiết kế giải pháp truy cập từ xa, chúng ta cần thiết phải quan tâm đến các yêu cầu sau:

 Số lượng kết nối tối đa có thể để phục vụ người dùng từ xa.

 Các nguồn tài nguyên mà người dùng từ xa muốn muốn truy cập.

 Công nghệ, phương thức và thông lượng kết nối. Ví dụ, các kết nối có thể sử dụng modem thông qua mạng điện thoại công cộng PSTN, mạng số hoá tích hợp các dịch vụ ISDN...

 Các phương thức an toàn cho truy cập từ xa, phương thức xác thực người dùng, phương thức mã hoá dữ liệu

 Các giao thức mạng sử dụng để kết nối.

1.2.Kết nối truy cập từ xa và các giao thức sử dụng trong truy cập từ xa

Kết nối truy cập từ xa

Tiến trình truy cập từ xa được mô tả như sau: người dùng từ xa khởi tạo một kết nối tới máy chủ truy cập. Kết nối này được tạo lập bằng việc sử dụng một giao thức truy cập từ xa (ví dụ giao thức PPP- Point to Point Protocol). Máy chủ truy cập xác thực người dùng và chấp nhận kết nối cho tới khi kết thúc bởi người dùng hoặc người quản trị hệ thống. Máy chủ truy cập đóng vai trò như một gateway bằng việc trao đổi dữ liệu giữa người dùng từ xa và mạng nội bộ. Bằng việc sử dụng kết nối này, người dùng từ xa gửi và nhận dữ liệu từ máy chủ truy cập. Dữ liệu được truyền trong các khuôn dạng được định nghĩa bởi các giao thức mạng (ví dụ giao thức TCP/IP) và sau đó được đóng gói bởi các giao thức truy cập từ xa. Tất cả các dịch vụ và các nguồn tài nguyên trong mạng người dùng từ xa đều có thể sử dụng thông qua kết nối truy cập từ xa này (hình 5.1)

Hình 5.1: Kết nối truy cập từ xa

Giao thức truy cập từ xa

SLIP (Serial Line Interface Protocol), PPP và Microsoft RAS là các giao thức truy cập để tạo lập kết nối được sử dụng trong truy cập từ xa. SLIP là giao thức truy cập kết nối điểm-điểm và chỉ hỗ trợ sử dụng với giao thức IP, hiện nay hầu như không còn được sử dụng. Microsoft RAS là giao thức riêng của Microsoft hỗ trợ sử dụng cùng với các giao thức NetBIOS, NetBEUI và được sử dụng trong các phiên bản cũ của Microsoft.

PPP giao thức truy cập kết nối điểm-điểm với khá nhiều tính năng ưu việt, là một giao thức chuẩn được hầu hết các nhà cung cấp hỗ trợ. RFC 1661 định nghĩa về PPP. Chức năng cơ bản của PPP là đóng gói thông tin giao thức lớp mạng thông qua các liên kết điểm – điểm.

Cơ chế làm việc và vận hành của PPP như sau: Để thiết lập truyền thông, mỗi đầu cuối của liên kết PPP phải gửi các gói LCP (Link Control Protocol) để thiết lập và kiểm tra liên kết dữ liệu. Sau khi liên kết được thiết lập với các tính năng tùy chọn được sắp đặt và thỏa thuận giữa hai đầu liên kết, PPP gửi các gói NCP (Network Control Protocol) để lựa chọn và cấu hình một hoặc nhiều giao thức lớp mạng. Mỗi lần một giao thức lớp mạng lựa chọn đã được cấu hình, lưu lượng từ mỗi giao thức lớp mạng có thể gửi qua liên kết này. Liên kết tồn tại cho đến khi các gói LCP hoặc NCP đóng kết nối hoặc đến khi một sự kiện bên ngoài xảy ra (chẳng hạn như một sự kiện hẹn giờ hay một sự can thiệp của người quản trị). Nói cách khác PPP là một con đường mở đồng thời cho nhiều giao thức.

PPP khởi đầu được phát triển trong môi trường mạng IP, tuy nhiên nó thực hiện các chức năng độc lập với các giao thức lớp 3 và có thể được sử dụng cho các giao thức lớp mạng khác nhau. Như đã đề cập, PPP đóng gói các thủ tục lớp mạng đã được cấu hình để chuyển qua một liên kết PPP. PPP có nhiều các tính năng khiến nó rất mềm dẻo và linh hoạt, bao gồm:

- Ghép nối với các giao thức lớp mạng

- Lập cấu hình liên kết

- Kiểm tra chất lượng liên kết

- Nhận thực

- Nén các thông tin tiếp đầu

- Phát hiện lỗi

- Thỏa thuận các thông số liên kết

PPP hỗ trợ các tính năng này thông qua việc cung cấp LCP có khả năng mở rộng và NCP để thỏa thuận các thông số và các chức năng tùy chọn giữa các đầu cuối. Các giao thức, các tính năng tùy chọn, kiểu xác thực người dùng tất cả đều được truyền thông trong khi khởi tạo liên kết giữa hai điểm.

PPP có thể hoạt động trong bất kỳ giao diện DTE/DCE nào, PPP có thể hoạt động ở chế độ đồng bộ hoặc không đồng bộ. Ngoài những yêu cầu khác của các giao diện DTE/DCE, PPP không có hạn chế nào về tốc độ truyền dẫn.

Trong hầu hết các công nghệ mạng WAN, mô hình lớp được đưa ra để có những điểm liên hệ với mô hình OSI và để diễn tả vận hành của các công nghệ cụ thể. PPP không khác nhiều so với các công nghệ khác. PPP cũng có mô hình lớp để định nghĩa các cấu trúc và chức năng (hình 5.2)

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 235 trang tài liệu này.

Hình 5.2: Mô hình lớpPPP

Cũng như hầu hết các công nghệ, PPP có cấu trúc khung, cấu trúc này cho phép đóng gói bất cứ giao thức lớp 3 nào. Dưới đây là cấu trúc khung PPP (hình 5.3)

Hình 5.3: Cấu trúc khung PPP

Các trường của khung PPP như sau:

Cờ: độ dài 1 byte sử dụng để chỉ ra rằng đây là điểm bắt đầu hay kết thúc một khung, trường này là một dãy bit 01111110

Địa chỉ: độ dài 1 byte bao gồm dãy bit 11111111, là địa chỉ quảng bá chuẩn. PPP không gán từng địa chỉ riêng.

Giao thức: độ dài 2 byte, nhận dạng giao thức đóng gói. Giá trị cập nhật của trường này được chỉ ra trong RFC 1700

Dữ liệu: có độ dài thay đổi, có thể 0 hoặc nhiều byte là các dữ liệu cho kiểu giao thức cụ thể đựoc chỉ ra trong trường giao thức. Phần cuối cùng của trường dữ liệu được nhận biết bằng cách đặt cờ và tiếp sau nó là 2 byte FCS. Giá trị ngầm định của trường này là 1500 byte. Tuy vậy giá trị lớn hơn có thể được sử dụng để tăng độ dài cho trường dữ lliệu.

FCS: thường là 2 byte, có thể sử dụng 4 byte FCS để tăng khả năng phát hiện lỗi.

LCP có thể thỏa thuận để chấp nhận sự thay đổi cấu trúc khung PPP chuẩn giữa hai đầu cuối của liên kết. Các khung đã thay đổi luôn luôn dễ nhận biết hơn so với các khung chuẩn. LCP cung cấp phương pháp để thiết lập, cấu hình, duy trì và kết thúc một kết nối điểm-điểm. LCP thực hiện các chức năng này thông qua bốn giai đoạn. Đầu tiên, LCP thực hiện thiết lập và thỏa thuận cấu hình giữa liên kết điểm điểm. Trước khi bất kỳ đơn vị dữ liệu lớp mạng nào được chuyển, LCP đầu tiên phải mở kết nối và thỏa thuận các thông số thiết lập. Quá trình này được hoàn thành khi một khung nhận biết cấu hình đã được gửi và nhận. Tiếp theo, LCP xác định chất lượng liên kết. Liên kết được kiểm tra để xác định xem liệu chất lượng có đủ để khởi tạo các giao thức lớp mạng không. Việc truyền dẫn của giao thức lớp mạng bị đình lại cho đến khi giai đoạn này hoàn tất. LCP cho phép đây là một tùy chọn sau giai đoạn thiết lập và thỏa thuận cấu hình của liên kết. Sau đó LCP thực hiện thỏa thuận cấu hình giao thức lớp mạng. Các giao thức lớp mạng có thể được cấu hình riêng rẽ bới NCP thích hợp và được khởi tạo hay dỡ bỏ vào bất kỳ thời điểm nào. Cuối cùng, LCP kết thúc liên kết khi xuất hiện yêu cầu từ người dùng hoặc theo các bộ định thời gian, do lỗi truyền dẫn hay do các yếu tố vật lý khác.

Ba kiểu khung LCP được sử dụng để hoàn thành các công việc đối với từng giai đoạn: khung thiết lập liên kết được sử dụng để thiết lập và cấu hình một liên kết, khung kết thúc liên kết được sử dụng để kết thúc một liên kết, khung duy trì liên kết được sử dụng để quản lý và gỡ rối liên kết.

Các giao thức mạng sử dụng trong truy cập từ xa.

Khi triển khai dịch vụ truy cập từ xa, các giao thức mạng thường được sử dụng là giao thức TCP/IP, IPX, NETBEUI.

TCP/IP là một bộ giao thức gồm có giao thức TCP và giao thức IP cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông trên mạng. TCP/IP là một bộ giao thức cơ bản, làm nền tảng cho truyền thông liên mạng là bộ giao thức mạng được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Với khả năng định tuyến và mở rộng, TCP/IP hỗ trợ một cách linh hoạt và phù hợp cho các tất cả các mạng.

IPX (Internet Packet Exchange) là giao thức được sử dụng cho các mạng Novell NetWare. IPX là một giao thức có khả năng định tuyến và thường được sử dụng với các hệ thống mạng trước đây.

NetBEUI là giao thức dùng cho mạng cục bộ LAN của Microsoft. NetBEUI cho ta nhiều tiện ích và hầu như không phải làm gì nhiều với NetBEUI. Thông qua NetBEUI ta có thể truy cập tất cả các tài nguyên trên mạng. NETBEUI là một giao thức không có khả năng định tuyến và chỉ thích hợp với mô hình mạng nhỏ, đơn giản.

1.3. Modem và các phương thức kết nối vật lý.

1. Modem.

Máy tính làm việc với dữ liệu dạng số, khi truyền thông trên môi trường truyền dẫn với các dạng tín hiệu khác (ví dụ như với mạng điện thoại công cộng làm việc với các tín hiệu tương tự) ta cần một thiết bị để chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu thích nghi với môi trường truyền dẫn, thiết bị đó gọi là Modem (Modulator/demodulator). Như vậy Modem là một thiết bị chuyển đổi tín hiệu số sang dạng tín hiệu phù hợp với môi trường truyền dẫn và ngược lại. Hình dưới là một kết nối sử dụng modem qua mạng điện thoại điển hình (hình 5.4).

Hình 5.4: Kết nối sử dụng modem qua mạng điện thoại điển hình

Các modem sử dụng các phương pháp nén dữ liệu nhằm mục đích tăng tốc độ truyền dữ liệu. Hiệu suất nén dữ liệu phụ thuộc vào dữ liệu, có hai giao thức nén thường được sử dụng là V.42bis và MNP 5. hiệu suất nén của V.42bis và MNP 5 có thể thay đổi từ 0 đến 400 % hay cao hơn phụ thuộc vào dữ liệu tự nhiên

Chuẩn modem V.90 cho phép các modem nhận dữ liệu với tốc độ 56 Kbps qua mạng điện thoại công cộng (PSTN). V.90 xem mạng PSTN như là một mạng số và chúng sẽ mã hóa dòng dữ liệu xuống theo kỹ thuật số thay vì điều chế để gửi đi như các chuẩn điều chế trước đây. Trong khi đó theo hướng ngược lại từ khách hàng đến nhà cung cấp dịch vụ dòng dữ liệu lên vẫn được điều chế theo các nguyên tắc thông thường và tốc độ tối ta đạt được là 33.6 Kbps, giao thức hướng lên này dựa trên chuẩn V.34

Sự khác nhau giữa tín hiệu số ban đầu với tín hiệu số được phục hồi tại đầu nhận gọi là tạp âm lượng tử hóa (nhiễu lượng tử), chính tạp âm này đã hạn chế tốc độ truyền dữ liệu. Giữa các modem đầu cuối có một cấu trúc hạ tầng cho việc kết nối đó là mạng thoại công cộng. Các chuẩn modem trước đây đều giả sử cả hai đầu của kết nối giống nhau là có một kết nối tương tự vào mạng điện thoại công cộng, công nghệ V.90 đã lợi dụng ưu điểm của tổ chức mạng mà một đầu kết nối giữa hệ thống truy cập từ xa và mạng thoại công cộng là dạng số hoàn toàn còn đầu kia vẫn được kết nối vào mạng PSTN theo dạng tương tự nhờ đó tận dụng được các ưu điểm của liên kết số tốc độ cao, vì chỉ có quá trình biến đổi A/D mới gây ra tạp âm với các kết nối số thì không có lượng tử hóa do đó nhiễu lượng tử rất ít trong cấu trúc mạng này.

Định luật shanon nói rằng đường dây điện thoại tương tự hạn chế tốc độ truyền dữ liệu ở khoảng 35 kbps mà không xem xét đến một thực tế là một đầu của truyền thông đã được số hóa nên giảm nhỏ lượng tạp âm gây ra sự chậm trễ trong việc truyền dữ liệu. Nhiễu lượng tử đã giới hạn chuẩn truyền thông V.34 ở tốc độ 33.6 kbps, nhưng nhiễu lượng tử chỉ có ảnh hưởng khi chuyển đổi tương tự - số mà không có ảnh hưởng khi chuyển đổi số-tương tự và đây chính là chìa khóa cho công nghệ V.90 đồng thời cũng giải thích được vì sao tốc độ download có thể đạt được 56 kbps còn khi upload tốc độ chỉ đạt 33.6 kbps. Dữ liệu chuyển đi từ modem số V.90 qua mạng PSTN là một dòng số với tốc độ 64 Kbps nhưng tại sao V.90 chỉ hỗ trợ tốc độ đến 56 Kbps, vì các lí do sau: Thứ nhất mặc dù nhiễu lượng tử đã được bỏ qua nhưng nhiễu mức thấp do bộ chuyển đổi số - tương tự là không tuyến tính, do ảnh hưởng của vòng loop nội hạt. Lý do thứ hai là các tổ chức quốc tế có qui định chặt chẽ về mức năng lượng tín hiệu nhằm hạn chế nhiễu xuyên âm giữa các dây dẫn đặt gần kề nhau, và qui định này tương ứng với mức năng lượng tối đa trên đường dây điện thoại tương ứng là 56 kbps

Để xây dựng một hệ thống truy cập từ xa qua mạng thoại công cộng đạt được tốc độ 56 kbps giữa hai đầu kết nối cần hội đủ ba điều kiện sau: thứ nhất, một đầu của kết nối (thường là đầu trung tâm mạng) phải là kết nối số tới mạng PSTN. Thứ hai, chuẩn modem V.90 hỗ trợ tại hai đầu cuối của nối kết. Thứ ba, chỉ có một chuyển đổi duy nhất số-tương tự trên mạng thoại giữa hai đầu của kết nối

Khi vận hành modem V.90 thăm dò đường thoại để quyết định xem nó sẽ làm việc theo tiêu chuẩn nào, nếu phát hiện ra bất kỳ một chuyển đổi số- tương tự nào thì nó đơn giản chỉ làm việc ở chuẩn V.34 và cũng cố gắng kết nối ở chuẩn này nếu modem đầu xa không hỗ trợ chuẩn V.90.

2.Các phương thức kết nối vật lý cơ bản:

Một phương thức phổ biến và sẽ được dùng nhiều đó là kết nối qua mạng điện thoại công cộng (PSTN). Máy tính được nối qua một modem lắp đặt bên trong (Internal modem) hoặc qua cổng truyền số liệu nối tiếp COM port. Tốc độ truyền tối đa hiện nay có thể có được bằng phương thức này có thể lên đến 56 Kbps cho chiều lấy dữ liệu xuống và 33,6Kbps cho chiều truyền dữ liệu hướng lên với các chuẩn điều chế tín hiệu phổ biến V90, K56Flex, X2. Ta cũng có thể sử dụng modem có yêu cầu về hạ tầng cơ sở thấp hơn với chuẩn điều chế V.24, V.32Bis, V.32...

Phương thức thứ hai là sử dụng mạng truyền số liệu số đa dịch vụ ISDN. Phương thức này đòi hỏi chi phí cao hơn và ngày càng được phổ biến rộng rãi. Ta có được khá nhiều các lợi ích từ việc sử dụng mạng ISDN mà một trong số đó là tốc độ. Ta có thể sử dụng các lựa chọn ISDN 2B+D BRI (2x64Kbps dữ liệu + 16Kbps dùng cho điều khiển) hoặc 23B+D PRI (23x64Kbps + 64Kbps) thông qua thiết bị TA (Terminal Adapter) hay các card ISDN.

Một phương thức khác nhưng ít được sử dụng là qua mạng truyền số liệu X.25, tốc độ không cao nhưng an toàn và bảo mật cao hơn. Yêu cầu cho

người sử dụng trong trường hợp này là phải có sử dụng card truyền số liệu

X.25 hoặc một thiết bị được gọi là PAD (Packet Asssembled Disassembled). Ta cũng có thể sử dụng các kết nối trực tiếp qua cáp modem, phương thức này cho ta các kết nối tốc độ cao nhưng phải thông qua các modem truyền số liệu có giá thành cao.

2. An toàn trong truy cập từ xa

2.1. Các phương thức xác thực kết nối

1.Qúa trình nhận thực.

Tiến trình nhận thực với các giao thức xác thực được thực hiện khi người dùng từ xa có các yêu cầu xác thực tới máy chủ truy cập, một thỏa thuận giữa người dùng từ xa và máy chủ truy cập để xác định phương thức xác thực sẽ sử dụng. Nếu không có phương thức xác thực nào được sử dụng, tiến trình PPP sẽ khởi tạo kết nối giữa hai điểm ngay lập tức.

Phương thức xác thực có thể được sử dụng với các hình thức kiểm tra cơ sở dữ liệu địa phương (lưu trữ các thông tin về username và password ngay trên máy chủ truy cập) xem các thông tin về username và password được gửi đến có trùng với trong cơ sở dữ liệu hay không. Hoặc là gửi các yêu cầu xác thực tới một server khác để xác thực thường sử dụng là các RADIUS server (sẽ được trình bày ở phần sau)

Sau khi kiểm tra các thông tin gửi trả lại từ cơ sở dữ liệu địa phương hoặc từ RADIUS server. Nếu hợp lệ, tiến trình PPP sẽ khởi tạo một kết nối, nếu không yêu cầu kết nối của người dùng sẽ bị từ chối. (hình 5.5)

Hình 5.5: Xác thực kết nối